一文了解：過流保護及器件 玻璃管保險絲及自恢復保險絲
過流保護器件的功能是當通過的電流過大時切斷電路，從而避免過大的電流損壞電路。熔斷器（又稱保險絲）是一種最常用的過流保護器件。
熔斷器可分為兩類：一類是不可恢復型熔斷器，這種熔斷器的熔絲被大電流燒斷后不會恢復，損壞后需要重新更換，電子電器中最常用的玻殼保險絲就屬于該類型的熔斷器；另一類是可恢復型熔斷器，這種熔斷器在通過大電流時溫度升高，阻值急劇變大，呈開路狀態，斷電后溫度降低，其阻值會自動恢復變小，自恢復保險絲就屬于該類型的熔斷器。熔斷器常用符號如圖1-1所示。
圖1-1 熔斷器常用符號
1.1 玻殼保險絲
（1）外形
玻殼保險絲是一種不可恢復型熔斷器，其外形如圖1-2所示。
圖1-2 玻殼保險絲外形
（2）種類
玻殼保險絲有普通型和延時型兩種，普通保險絲通過的電流超過額定電流時會馬上燒斷，而延時保險絲允許短時通過的電流超過其額定電流而不會損壞。普通保險絲和延時保險絲可從外觀識別出來，如圖1-3 所示，左方的保險絲內部有一根直線狀的熔斷器，它為普通保險絲，右方的保險絲內部有一根螺旋狀的熔斷絲，它為延時保險絲。延時保險絲主要用在一些開機電流很大、正常工作時電流小的電路中，彩色電視機的電源電路就使用延時保險絲，其他電器大部分使用普通保險絲。
圖1-3 普通保險絲和延時保險絲
（3）選用
玻殼保險絲一般會標注額定電壓值或額定電流值，例如某保險絲標注250V/2A，表示該保險絲應用在250V電壓以下、電流不超過2A的電路中。在選用時，要先了解電路的電壓和電流情況，再選擇合適的保險絲，選擇時要求所選保險絲的額定電壓應高于電路可能有的最高電壓、額定電流應略大于電路可能有的最大電流。
（4）好壞檢測
在判別玻殼保險絲的好壞時，可先查看玻殼內部的熔斷器是否斷開，若斷開則保險絲開路。如果要準確判斷保險絲是否損壞，應使用萬用表來檢測，檢測時萬用表撥至R×1Ω擋，紅、黑表筆分別接保險絲兩端的金屬帽，正常保險絲的阻值應為0Ω，若阻值無窮大則為內部熔絲開路。
1.2 自恢復保險絲
自恢復保險絲是一種可恢復型熔斷器，它采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，摻入導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲的外形如圖1-4 所示。
圖1-4 自恢復保險絲的外形
（1）工作原理
自恢復保險絲是在經特殊處理的高分子聚合樹脂中摻加導電粒子材料后制成的。在正常情況下，聚合樹脂與導電粒子緊密結合在一起，此時的自恢復保險絲呈低阻狀態，如果流過的電流在允許范圍內，其產生的熱量較小，不會改變導電樹脂結構。當電路發生短路或過載時，流經自恢復保險絲的電流很大，其產生的熱量使聚合樹脂熔化，體積迅速增大，自恢復保險絲呈高阻狀態，工作電流迅速減小，從而對電路進行過流保護。當故障排除，聚合樹脂重新冷卻縮小，導電粒子重新緊密接觸而形成導電通路，自恢復保險絲重新恢復為低阻狀態，從而完成對電路的保護，由于具有自恢復功能，不需要人工更換。
自恢復保險絲是否動作與本身熱量有關，如果電流使本身產生的熱量大于其向外界散發的熱量，其溫度會不斷升高，內部聚合樹脂體積增大而使保險絲阻值變大，流過的電流減小，該電流用于維持聚合樹脂的溫度，讓保險絲保持高阻狀態。當故障排除后或切斷電源后，通過自恢復保險絲的電流減小到維持電流以下，其內部聚合物溫度下降而恢復為低阻狀態。一般來說，體積大、散熱條件好的自恢復保險絲動作電流更大些。
（2）主要參數
自恢復保險絲的主要參數如下。
① Ih—最大工作電流（額定電流、維持電流）。元件在25℃環境溫度下保持不動作的最大工作電流。
② It—最小動作電流。元件在25℃環境溫度下啟動保護的最小電流。It約為Ih的1.7～3倍，一般為2。
③ Imax—最大過載電流。元件能承受的最大電流。
④ Pdmax—最大允許功耗。元件在工作狀態下的允許消耗最大功率。
⑤ Umax—最大工作電壓（耐壓、額定電壓）。元件的最大工作電壓。
⑥ Umaxi—最大過載電壓。元件在阻斷狀態下所承受的最大電壓。
⑦ Rmin—最小阻值。元件在工作前的初始最小阻值。
⑧ Rmax—最大阻值。元件在工作前的初始最大阻值，自恢復保險絲的初始阻值應在Rmin～Rmax之間。
表1-1列出了RXE系列自恢復保險絲的主要參數。
表1-1 RXE系列自恢復保險絲的主要參數（20℃）
（3）型號含義
自恢復保險絲無統一的命名方法，較常用的RF/WH系列自恢復保險絲的型號含義如下：
RF/WH 60 375表示該元件為RF/WH系列自恢復保險絲，其最大工作電壓為60V，最大工作電流為3.75A。
（4）選用
1）選用說明
選用保險絲的要點如下。
① 根據電路的需要，選擇合適類型的保險絲（如自恢復型、貼片安裝方式保險絲）。
② 在確定保險絲的額定電壓時，要求保險絲額定電壓應大于保險絲安裝電路處可能有的最高電壓。
③ 在確定保險絲的額定電流I時，可按以下式子來求：
式中，It為保護電流（動作電流）；f0為不同規范保險絲的折減率，對于ICE規范的保險絲，折減率f0=1，對于UL規范的保險絲，折減率f0=0.75；f1為不同溫度下的折減率，環境溫度（保險絲周圍的溫度）越高，保險絲工作時越容易發熱，壽命就越短，保險絲在不同溫度下的折減率f1值如圖10-5所示，曲線A為玻殼保險絲（慢熔斷絲，低分辨力）的溫度折減率，曲線B為陶瓷管保險絲（快熔斷保險絲和螺旋式繞制保險絲，高分辨力）的溫度折減率，曲線C為自恢復保險絲的溫度折減率，在室溫25℃時，三種類型的保險絲的溫度折減率f1均為1。
圖1-5 保險絲在不同溫度下的折減率f1值
2）選用舉例
某電路額定電壓為12V，正常工作電流為2A，保險絲長期工作在90℃，如果選用UL規范的自恢復保險絲，則保險絲的溫度折減率f1為40%、規范折減率f0=0.75，那么保險絲的額定電流[插圖]，故可選用RF/WH16-700型自恢復保險絲。
如果選用ICE規范的自恢復保險絲，保險絲長期工作在25℃，則要求保險絲的額定電流[插圖]，那么可選用RF/WH16-200型自恢復保險絲。
（5）檢測
自恢復保險絲的阻值很小，大多數在10Ω以下，通常額定電壓（耐壓）越高的阻值越大，額定電流（維持電流）越大的阻值越小。
由于自恢復保險絲的阻值很小，在檢測時，使用萬用表R×1Ω擋測量其阻值，正常阻值一般在幾十歐以下，如果阻值無窮大，則保險絲開路。
如果要檢測自恢復保險絲的動作電流，可按圖1-6所示方式將保險絲與電源、開關連接起來，在測量時，將可調電壓調到最低，萬用表撥至大電流擋，讓開關處于斷開狀態，紅、黑表筆接開關兩端，然后將電源電壓慢慢調高，同時觀察萬用表指示電流值，當出現電流突然減小時，則減小前的最大電流值即為自恢復保險絲的動作電流值。可調電源也可以用多節干電池（最好為新的優質電池，以便能輸出大電流）來代替，以電池逐個疊加來慢慢增高電壓。
圖1-6 自恢復保險絲的動作電流檢測示意圖
